压力管道安装措施.doc

|1、工程概况1.1 工程性质本工程为东明恒润化工有限公司 100×104t/a 延 迟 焦 化 装 置 。工艺管道主要分布为六大区域，即焦化塔及加热炉区、分馏及吸收稳定区、总图区、压缩机区、干气脱硫区、冷焦切焦水区。大部分管道介质具有高温、高压、易燃、易爆等特点。装置中有大量的不同规格、材质的工艺管道需现场制作安装，需要焊接的材料主要包括碳钢(20#，20g、Q235-B)、合金钢（15CrMoR、1Cr5Mo）及不锈钢（0Cr18Ni9） 。总管道长度约有 8527m，其中不锈钢管道约有 760m，部分碳钢及不锈钢管线焊缝焊后需进行焊后热处理，需进行热处理的焊缝约有 900道。1.2 工程特点1.2.1 场地狭窄，作业空间窄，交叉作业多，需加大管线预制深度。1.2.2 工艺条件为泄漏时易燃、易爆，部分临氢高压、有毒，需热处理，工序复杂，施工技术要求较高。 1.2.3 工艺管线规格多、焊口数也多，焊接工作量大。管线工艺介质多数是具有高温、高压、易燃、易爆的特点，因此焊接质量要求高。1.2.4 工艺管线焊缝需无损检测和热处理的量大，且不锈钢焊缝焊后需进行 900±25的稳定化热处理，热处理温度高，操作难度较大。1.3 工程技术要求及质量标准1.3.1 中油六建东明恒润化工有限公司 100×104t/a 延 迟 焦 化 装 置 施工组织设计1.3.2 中国石化洛阳石油化工工程公司设计院东明恒润化工有限公司 100×104t/a 延 迟 焦化 装 置 1.3.4 SH3501-2002 石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范1.3.5 GB5044 职业性接触毒物危害程度分级 1.3.6 GB50160-92 石油化工企业设计防火规范 （1999 年版）1.3.7 GB50235-97 工业管道工程施工及验收规范 1.3.8 GB50236-98 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 1.3.9 JB4730 压力容器无损检测1.3.10 劳部发1996 140 号 压力管道安全管理与监察规定2、施工方法2.1 主要施工程序2.1.1 管道安装施工工艺原则流程如图 1 所示。2.1.2 本方案管道分级按设计图纸 40-00/S1 执行。2.2 管道施工基本原则|图 1 施工工序原则流程图2.2.1 管道施工按单线图配合平面图施工。2.2.2 安装前逐段清除管内杂物。原材料领出、运输、复验、标识技术措施、质量计划编写焊工培训、考核压力管道安装报审管段图绘制、确认技 术 交 底管线号、焊缝号标识 管子、管件预制、组对焊 工 号 标 识底片号、热处理号标识相关作业工序交接管 道 焊 接焊后热处理、RT（需要时）预制件检查、验收焊接工艺评定不合格返工管线号、焊缝号标识焊 工 号 标 识底片号、热处理号标识预制件安装、就位固 定 口 焊 接焊后热处理、RT（需要时）压 力 试 验系统吹扫、清洗泄 漏 性 试 验防 腐、保 温竣 工 验 收不合格返工管道支吊架预制图 纸 会 审施 工 准 备原始资料记录、整理原始资料记录、整理原始资料记录、整理原始资料记录、整理|2.2.4 管道上开孔应在管段安装前完成。2.2.5 管道支吊架的安装与管道的安装同步进行。2.2.6 同一标高管线尽可能同时安装，尤其是主管管径、壁厚、材质均相同时，将同时进行。2.3 管道施工主要步骤2.3.1 管道及焊接材料检验2.3.1.1 检验程序检查产品质量证明书 检查出厂标志外观检查核对规格、材质材质复检（必要时）无损检验及试验（必要时）标识入库保管2.3.1.2 钢管、管件及管道支承件的检验2.3.1.2.1 管道组成件必须具有制造厂的质量证明书或合格证，其质量应符合标准的规定，无质量证明书或合格证的产品不得使用；2.3.1.2.2 材质、规格、型号、标记符合设计文件的规定，合金钢管道组成件主体的关键合金成分，采用快速光谱分析复查，并做好标记；2.3.1.3 阀门检验2.3.1.3.1 阀门必须有产品合格证和制造厂的铭牌，铭牌上应标明公称压力、公称通径、工作温度及工作介质，用于 SHA 级管道的阀门，其焊缝或阀体、阀盖的铸钢件，应有符合现行石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收SH3064 规定的无损检测合格证明书；2.3.1.3.2 阀门外表不得有损伤、锈蚀、缺件、脏、污、铭牌脱落及色标不符等情况；阀体内无积水、锈蚀、脏污和损伤等缺陷，法兰密封面不得有径向沟槽及其他影响密封性能的损伤；2.3.1.3.3 安装前，阀门两端应用防护盖保护；2.3.1.3.4 球阀的启闭件应处于开启位置，其他阀门的启闭件应处于关闭位置，止回阀的启闭件应处于关闭位置并作临时固定；2.3.1.3.8 合金钢阀门，全部对壳体进行光谱分析，核查材质，并在阀体上做出标记和出具光谱分析报告；2.3.1.3.9 阀门壳体压力试验。阀门安装前，逐个对阀门壳体进行液体压力试验，管道阀门试验介质为洁净水，不锈钢阀门进行液压试验时，水中氯离子的含量不得超过 100mg/l，经试验合格的阀门应做好标记，并填写试验记；2.3.1.3.11 试验合格的阀门及时排出阀内积水，并吹干；除应脱脂的阀门外，密封面上涂上防护油；封闭出入口，做出明显标记，填写记录。2.3.1.4 焊接材料的验收管道焊接所用焊条、焊丝必须有出厂合格证、材质证书，包装完好、标志齐全；焊接材料要有专人保管，专门仓库存放，做到防潮，防雨、防油；焊接材料的烘焙、发放由专人负责，并做好记录。2.3.2 管道预制|2.3.2.1 管道预制按管道单线图走向及料表规定的数量、规格、材质来选配管道组成件，并按单线图标明管道系统号和按顺序标明各组成件的顺序号；2.3.2.3 管道预制加工的每道工序均应认真核对管道组成件的有关标识，并做好材质及其它标识的移植工作。管道预制加工合格后，做好检验印记。不锈钢管道不得使用钢印作标记，可采用挂牌标识或用记号笔书写标识；2.3.2.5 管道焊接坡口加工：碳素钢可采用机械方法（如坡口机）加工，也可用氧乙炔焰加工，但必须用砂轮磨光机清除表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整；不锈钢管道采用机械方法加工；2.3.2.6 不同厚度的管材、管件组对时，应对坡口进行加工处理；2.3.2.7 安排在空中的固定口，要考虑空中现场组对、焊接及射线探伤的可行性及方便；2.3.2.9 管道支吊架的预制与管道预制同时进行，管道支吊架的型式、材质及加工尺寸、精度及焊接应符合设计要求，并作防锈处理，妥善保管，并做好标识；2.3.3 管道焊接：施焊程序见下方框图一图一 施焊程序焊接设备准备 焊材验收及管理 编制焊接工艺方案 焊接环境维修完好 焊条烘烤 坡口准备、组对、检查 做好防护措施发放使用现 场 施 焊焊缝外观质量检查无 损 检 测焊缝质量合格 焊后热处理 施工资料整理焊 缝 返 修焊工培训焊工考试5 焊前准备5.1 焊工要求5.1.1 参加施焊的焊工必须按锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则的要求进行考试，取得相应项目的焊接合格证。5.1.2 懂得分析焊接缺陷，焊接应力的危害与预防。5.1.3 焊工必须熟悉焊接工艺方案及焊接工艺指导书，掌握所焊材质、规格的管材的焊接特性和采用的焊接工艺，如坡口形式，焊材选用，焊接电流及焊后热处理等。|5.2 焊接工艺评定准备公司已有的焊接工艺评定可满足本工程需要。5.3 焊材的选用及管理5.3.1 焊材的选用见表一焊材选用表 表一焊材类型母材类型焊条电弧焊 手工钨极氩弧焊 备 注20#、20g、Q235-B J427（E4315） H08Mn2SiA0Cr18Ni9 A107（E308-15） H0Cr21Ni10TP321 A137（E347-15） H1Cr19Ni9Ti20#、20g、Q235-B/0Cr18Ni9、TP321 A307（E309-15） /5.3.2 钨极氩弧焊采用铈钨极。所用氩气纯度应在 99.95%以上。5.3.3 焊材管理5.3.3.1 工程所用焊接材料应具有产品质量证明书。焊条的药皮不得有脱落或明显裂纹。焊丝在使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。5.3.3.2 对于受潮、药皮变色、脱落、焊芯严重锈蚀的焊条及表面锈蚀严重的焊丝不准使用。5.3.3.3 现场设专用焊材存放室，并保持室内干燥、整洁，存放在室内的焊材，必须按种类、型号、规格严格区分，并做好明显的标记，严禁乱堆乱放。5.3.4 焊条的烘烤和发放5.3.4.1 焊条的烘烤温度和时间应按焊条使用说明书上的要求进行，若说明书没有要求，可按下表二所列温度和时间进行烘烤。焊条烘烤温度及时间表 表二焊条型号（牌号） 烘烤温度 恒温时间（小时） 保温温度 允许重复烘烤次数E4303（J422） 150 1 80-100 2E4315（J427） 350 1 100-150 2E347-15（A137） 250 1 100-150 2E308-15（A107） 250 1 100-150 2E309-15（A307） 250 1 100-150 25.3.4.3 从烘干箱内取出的焊条，应盛装在保温筒内，数量应根据实际施焊需要而定，但一次领取不宜超过 70 根。5.3.4.4 从烘干箱内取出的焊条应在四小时内用完，否则剩余焊条应回收并经重新烘烤后才能使用。重新烘烤次数按表一执行。5.3.4.5 超过烘烤次数或报废的焊条，应统一回收存放并做好标识，避免再次使用。5.3.5 对焊条烘烤人员的要求|5.3.5.1 焊条烘烤员应能区分不同型号、规格的焊条，熟悉各种焊条烘烤温度和恒温时间，熟练操作烘烤设备。5.3.5.2 每次烘烤焊条前，应在开包后认真检查焊条的型号是否正确，确认无误后，方可放入烘干箱中进行烘烤。5.3.5.3 烘烤员应负责烘烤和发放焊条，并做好烘烤和发放记录。5.4 焊接环境要求5.4.1 当环境温度较低时（对碳钢低于-20，不锈钢低于-5） ，应采取搭设棚布保温、电加热等升温措施提升焊接区域的温度后再施焊。5.4.2 当焊接环境温度低于下列要求时，应采取提高焊接环境温度的措施：a）非合金钢焊接，不低于-20；b）低合金钢焊接，不低于-10；c）奥氏体不锈钢焊接，不低于-5；d）其他合金钢焊接，不低于 0；当焊接环境温度低于以上温度时，可在始焊处 100mm 范围内均匀预热到 2050后再施焊。5.4.3 焊接环境出现如下情况时，必须采用棚布遮挡，加热除湿等措施，否则禁止施焊：5.4.3.1 风速：氩弧焊时大于 2m/s，手工电弧焊时大于 8m/s。5.4.3.2 下雨、下雪、大雾时。5.4.3.3 空气相对湿度大于 90%时。5.5 坡口准备5.5.1 坡口加工坡口的型式及尺寸应符合设计图纸、规范或焊接工艺指导书的要求。切割后应用砂轮机去除影响焊接质量的缺陷及表面氧化层，坡口表面不应有裂纹、分层、夹渣等缺陷。 5.5.2 坡口清理施焊前需用角向磨光机（管内表面用直轴磨光机）对坡口表面及坡口周围不小于 20mm范围内的油、漆、垢、毛刺飞边、氧化层和锈斑等清除干净。5.6 焊件组对要求5.6.1 焊接接头的组对应按设计图纸或焊接工艺指导书的要求进行。5.6.2 接头组对时焊件应垫置牢固，防止焊接和热处理过程产生附加应力或变形。除设计要求进行冷拉伸或冷压缩外，不得用强力方法组对焊接接头。5.6.3 壁厚相同的管道组对时，内壁应平齐，其内壁错边量对 SHA 级管道为壁厚 10%且不大于 0.5mm，对 SHB、SHC 及 SHD 级管道为壁厚 10%且不大于 1mm，其他级别管道内壁错边量为壁厚 10%且不大于 2mm。5.6.4 当 SHA 级管道内壁差 0.5mm 或外壁差 2mm，SHB、SHC 及 SHD 级管道内壁差 1mm 或外壁差 2mm，其他级别管道内壁差 2mm 或外壁差 3mm 时，应对管及管件内表面或外表面进行适当修整（修整角度约为 15°） ，使其内表面及外表面趋于对齐，修整后的管及管件壁厚应在设|计的允许的有效厚度范围内。5.6.5 不锈钢管组对时采用的工卡具，应使用与管材相同的材质，否则应采取木板或胶板等隔离措施。6 焊接工艺方法及要点6.1 焊接前应根据评定合格的焊接工艺评定报告编制焊接工艺指导书或焊接工艺卡，经技术负责人批准后遵照执行。6.2 焊接方法的选择6.2.1 工艺介质管道焊缝采用手工钨极氩弧焊打底，手工焊条电弧焊填充、盖面的焊接方法。不锈钢管打底焊时管内应充氩气进行保护。6.2.3 承插焊焊缝及角焊缝采用手工焊条电弧焊的焊接方法。6.3 定位焊6.3.1 定位焊采用与正式焊接时根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺。其焊缝长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式焊接过程不致使开裂，可按下表三执行。定位焊尺寸 表三焊件厚度(mm) 焊缝高度(mm) 焊缝长度(mm) 定位焊点间距(mm)4 4 5 50100520 0.7s 且6 15 10030020 8 40 2504006.3.2 管壁厚 10mm 的不锈钢管定位焊采用过桥式，正式焊时应将定位焊缝磨掉。碳钢管及管壁厚 10mm 的不锈钢管定位焊可采用永久焊缝。当采用永久焊缝时，焊缝两端应修磨成缓坡形以便接弧。在根部焊道焊接前，应检查定位焊焊缝，确认其不得有裂纹及其他缺陷，否则应对缺陷处理后方可施焊。6.3.3 定位焊应避免在仰焊或有障碍的位置。6.4 焊接要点6.4.1 不锈钢管道焊接要点6.4.1.1 氩弧焊用焊丝使用前应去除表面的油脂等杂物，焊条应按规定的要求进行烘干。6.4.1.2 不管采用手工钨极氩弧焊还是手工焊条电弧焊，引弧均应在坡口内进行，严禁在坡口外引弧、收弧或试验电流，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷，否则应磨除缺陷，必要时应进行补焊。收弧应填满弧坑。6.4.1.3 为减小焊接变形，坡口角度适当减小；为保证根部焊透，对口间隙适当加大。6.4.1.4 打底时从两定位焊缝中间起焊，采用小摆动操作，确保两侧熔合良好，背面成型高|度宜在 02mm 之间。管内进行充氩保护，充氩方式见图二，氩气流量 615L/min。6.4.1.5 填充及盖面焊道采用短电弧和多层多道焊，不摆动或小摆动操作，层间清理干净熔渣及飞溅，各层道之间接头应相互错开 20mm 以上。施焊过程中应严格控制层间温度不超过100.焊接完毕后及时清理干净焊道表面及附近的熔渣和飞溅物，并用油性笔在焊口附近写上焊口号和焊工钢印代号。6.4.1.6 进行手工电弧焊填充及盖面时，应在坡口两侧各不小于 100mm 范围内的母材上涂以白垩粉或“防溅净”等防飞溅材料，以防焊接飞溅损伤母材。6.4.1.7 不锈钢管作业区域应与碳钢分开，不锈钢管材或配件摆放处须垫胶皮或木板，焊工所用的地线卡、钢丝刷应为不锈钢制品，打磨用的砂轮片为不锈钢专用砂轮片，严禁与碳钢混用。不锈钢管道吊装时应使用吊带，若使用碳钢钢丝绳吊装，应垫木版或胶皮进行隔离。6.4.2 碳钢管道焊接6.4.2.1 氩弧焊用焊丝使用前应去除表面的油脂、铁锈等杂物，焊条应按规定要求进行烘干。6.4.2.2 不管采用手工钨极氩弧焊还是手工焊条电弧焊，引弧均应在坡口内进行，严禁在坡外引弧、收弧或试验电流。收弧应填满弧坑。6.4.2.3 打底时从两定位焊缝中间起焊，采用小摆动操作，确保两侧溶合良好，背面成型高度宜在 02mm 之间。6.4.2.4 填充及盖面焊道采用小摆动操作，层间清理干净焊渣及飞溅，各层、道之间接头应相互错开 20mm 以上。焊口焊接完毕后要及时清理干净焊道表面及附近的焊渣和飞溅，并在焊口附近打上焊口号和焊工钢印代号。7 焊后热处理7.1 热处理程序见方框图三。7.2 TP321 奥氏体不锈钢焊后需做稳定化热处理，其热处理参数为：恒温温度 900±25，恒温时间 1.25 小时，恒温期间各测量点的温度应在恒温温度范围内，其温差不应大于 50，300以下自由升温，300以上按 180/h 的升温速度升温到恒温温度，再从恒温温度以 180/h 的降温温度降温到 700，然后自由冷却。具体热处理工艺曲线见下图四。N安装热电偶安装电加热绳包裹保温棉设定热处理参数进行热处理输出热处理曲线检验硬度进入下道工序图三 热处理程序图|7.3 碳钢的热处理参数要求如下：7.3.1 热处理恒温温度 600650，恒温时间为每毫米壁厚 2min2.5min 且总的恒温时间不少于 30min。恒温期间各测量点的温度应在恒温温度范围内，其温差不应大于 50。7.3.2 升温时 300以下自由升温， 300以上的加热速度按5125/管壁厚(mm)/h 进行计算，且不大于 220/h。7.3.3 恒温后的冷却速度按6500/管壁厚(mm)/h 进行计算，且不大于 260/h 。300以下自由冷却。7.3.4 加热曲线示意图见图五。7.4 焊后热处理采用电加热法，加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的三倍且大于 25mm，加热区外 100mm 范围内应用保温棉保温且管道两端应封闭。采用绳式加热器（10m 5KW/10KW）或履带式加热器加热，K 型热电偶测温，硅酸铝纤维保温棉保温，JF-D 型智能热处理控制器控制温度，打点式自动温度记录仪记录温度曲线。7.5 加热绳的布置及保温棉的固定7.5.1 加热绳沿着焊缝环向逐圈缠绕，不允许有重叠，缠绕宽度以焊缝为中心，两侧各100mm。7.5.2 保温棉应均匀缠绕在焊缝表面的加热绳上，并用粗铁丝捆紧固定。保温棉保温的宽度不应少于 600mm。7.6 热处理操作注意事项7.6.1 热处理前，应检验热处理控温的温控仪表和热电偶，使其温度指示准确无误。应了解当地气象情况，禁止热处理时遭雨水淋湿。7.6.2 装接热电偶时应将工作端紧紧压在被加热部位中心（通常以焊缝中心为准） ，以保证准确测得被加热部位的温度。7.6.3 当电源、加热器、热电偶装好后，设定好升、恒、降温的工艺参数要求后再打开电源开关进行温度调节控制。7.6.4 热处理控制器应放在干燥、通风的绝缘物上，接头处需有良好的绝缘，防止输出短路，同时应注意避免金属颗粒进入散热孔。7.6.5 热处理过程应保证供电、不得中途停电。7.6.6 操作热处理设备人员不得擅自离开工作岗位，以避免设备失控发生事故。7.6.7 每次热处理工作完成后，应将保温棉和加热器放置好，避免雨淋后无法使用。8 焊缝质量及返修要求|8.1 焊缝外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘 2mm 为宜。角焊缝的焊角高度应符合设计规定或按两焊件最薄件确定，外形应平缓过渡。8.2 焊缝及热影响区表面不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、溶合性飞溅等缺陷。8.3 不锈钢管焊缝表面不得有咬边现象，碳钢管道焊缝咬边深度不应大于 0.5mm，连续咬边长度不应大于 100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的 10%。8.4 焊缝余高 h：100%射线检测的焊接接头，0h（10.1b）且 h2mm；其余焊接接头 0h（10.2b）且 h3mm。其中 b 为焊接接头组对时两坡口最大宽度（mm） 。8.5 管道对接焊缝无损检测执行 JB4730-94压力容器无损检测标准。具体检测比例及合格级别按设计文件 40-00/S2 第 11 页要求执行。8.6 焊缝返修采用与原正式施焊相同的焊接工艺，并由合格的焊工担任。返修应在热处理前进行，若在热处理后还需返修，返修后需再次进行热处理。返修部位应按原焊缝规定方法进行复检，合格级别与原焊缝要求相同。焊缝同一部位的返修次数不锈钢不宜超过两次，碳钢不宜超过三次，否则应制定返修措施，并应经技术负责人批准后方可执行返修。8.7 经热处理后的焊缝应分别在其母材、热影响区、焊缝的外表面测定硬度值，测得的硬度值应符合以下规定：碳钢不宜大于母材硬度的 120%且不大于 HB200；不锈钢不宜大于母材硬度的 125%且不大于 HB241。检验比例不应少于热处理总数的 20%。当硬度值超过规定时应重新进行热处理直至检验合格。2.3.4 焊缝质量检验（详见无损检测施工方案）本装置管道焊缝检验比例及合格标准按设计文件 40-00/S1 要求执行，对接焊缝的检验方法为 RT，角焊缝的检验方法为 PT。2.3.5 焊缝返修若焊缝需返修时，指派有相应合格项目、技术水平高的优秀焊工担任。返修前应分析缺陷性质、缺陷的长度和宽度，确认缺陷的部位。清除缺陷方法，采用砂轮机磨削。对根部缺陷，磨削的宽度应在 45 mm 以内。缺陷清除后，应对返修部位坡口进行适当的修磨。返修的焊接工艺应与正式焊接相同。2.3.6 管道安装2.3.6.1 钢制管道安装根据本装置材料到货情况、各专业间交叉作业的具体现场施工特点，安装时将按照进度安排的先后次序进入各区施工，各区安装时按如下要求进行：2.3.6.1.1 安装管道时，直管段上两焊缝间距150mm 且不小于管子外径，焊缝距支吊架净距离100mm 且不小于 5 倍焊缝宽度，焊缝上不得开口；2.3.6.1.2 螺栓紧固要对称均匀用力，螺栓两端露出部分应涂上二硫化钼油脂，以防锈和润滑。但法兰密封面及垫片严禁使用，以防污染管道；2.3.6.1.3 管道安装时，设备进出口法兰应加临时盲板石棉垫，以防杂物进入设备内，并做好